热塑性弹性体TPE、TPU和TPV的研究及市场开发
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唐为忠
May 23, 2007, 9:30:54 PM5/23/07
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热塑性弹性体TPE、TPU和TPV的研究及市场开发
弹性体一词未必是很明确的定义，一般说来是指在常强温下显示其较强弹性的
高分子物质。属于弹性体范畴的有硫化橡胶和热塑性弹性体两大类，其中后者发展
势头迅猛。热塑性弹性体问世已有４０多年的历史。目前已经工业化生产的热塑性
弹性体主要有八大类别：１、苯乙烯类；２、聚烯烃类；３、聚氨酯类ＰＴＵ；
４、含卤聚烯烃类；５、聚醚酯类；６、聚酰胺类；７、离聚体类；８、用动态硫
化法制备的橡胶、塑料共混型热塑性弹性体ＴＰＥ。
本文着重介绍ＴＰＥ和ＴＰＵ及ＴＰＶ的性能，制备方法和应用。
橡胶、塑料共混型热塑性弹性体ＴＰＥ ＴＰＥ的发展史 动态硫化技术
是指在高温度、高剪切的混合器中将橡胶和树脂熔融共混，在交联剂的作用下橡胶
原位硫化，并细微地分散于树脂中形成稳定的分散体系。自１９６２年Gesslr[３]
第一个取得动态硫化法制备硫化氯化丁基胶／结晶聚丙烯共混型热塑性弹性体的专
利后，７０年代后期，经过Ｃｏｒａｎ等人的发展[4-6]，动态硫化法已成为制备
橡胶／热塑性塑料共混型热塑性弹性体的有效手段。产品也得到广泛的工业应用并
在世界上引起注意，动态硫化技术已成为“橡塑并用”技术的一次革命。其中选用丁
腈橡胶ＮＢＲ和高聚合度聚氯乙烯ＨＰＶＣ采用动态硫化方法制备的
ＮＢＲ／ＨＰＶＣ热塑性弹性体ＴＰＥ是代表性产品。 ＴＰＥ的制备 为
制得性能优异的热塑性弹性体，选择适当的共混方法尤为重要。对于制备
ＮＢＲ／ＨＰＶＣ热塑性弹性体ＴＰＥ综合国内外研究，现提出三种共混方法：
１、一步法：
2、二步法：
３、母炼胶法：
用固定的橡塑比的ＴＰＥＮＢＲ／ＨＰＶＣ＝７０／３０，选择无硫化体
系，研究这三种共混方法对ＮＢＲ／ＨＱＶＣ热塑性弹性体力学性能的影响，见表
１。 表１ 共混方法对ＮＢＲ／ＨＰＶＣＴＰＥ力学性能的影响
力学性能 一步法 二步法 母炼胶法
硬度(邵氏A) 59 59 59
拉伸强度(Mpa) 14.02 14.53 12.38
100%定伸强度(Mpa) 2.51 2.75 2.36
断裂伸长率(%) 650 650 625
断裂永久变形(%) 9 10 9
撕裂强度(KN/m） 45.8 49.3 38.9
从表１中可以看出在三种共混方法制备ＮＢＲ／ＨＰＶＣ热塑性弹性体中，采
用二步法制备的ＴＰＥ，其拉伸强度、１００％定伸强度、伸长率、撕裂强度最
好。因为二步法制得的母炼胶使配合剂在橡胶中分散均匀，在后期剪切硫化中橡胶
粒子能均匀分散在ＨＰＶＣ连续相中，从而制得性能最佳的ＴＰＥ。 此外，通
过对比发现，动态硫化温度以１４５℃、１５０℃为最佳，当温度上升到１６０℃
时，ＴＰＥ的断裂伸长率下降，强度下降。在对硫化体系进行探讨时，选用无硫、
硫磺、ＴＣＹ和酚醛四种不同的硫化剂，对比结果后发现，由硫磺体系硫化的
ＴＰＥ拉伸强度和撕裂强度最大，其次是无硫体系，ＴＣＹ体系和酚醛体系。同时
还发现，硫磺体系硫化的ＴＰＥ，硫化剂份数为２．５时力学强度最高。而无硫系
硫化的ＴＰＥ，硫化剂份数为４时力学性能最高。ＮＢＲ／ＨＰＶＣ的最佳动态硫
化时间为７ｍｉｎ。 热塑性聚氨酯弹性体ＴＰＵ
ＴＰＵ是热塑性弹性体中最重要的一大类。ＴＰＵ材料是从ＰＵ即聚酯和聚醚两种
原材料聚合反应后得到的新一代胶塑材料。 ＴＰＵ的生产 传统的ＴＰＵ产
品是通过反应釜完成的。由于其工艺复杂，占地面积大，污染严重，已逐步被单螺
杆挤出机和双螺杆挤出机所取代。 在挤出机中合成聚氨脂或通过反应挤出生产
聚氨酯弹性体，这些反应是按逐步增长聚合反应机理进行的。反应物间的化学摩尔
配比对于生产高相对分子量的聚合物是十分重要的。反应物往往是以熔体或液体喂
入挤出机的。其反应式如下：
典型的低端封分子量聚酯OH端封
典型乙二醇扩链剂 典型的聚异氰酸酯
有代表性的聚氨酯
在世界上，热塑性聚氨酯弹性体ＴＰＵ的最大的制造商是德国
Ｅｌａｓｔｏｇｒａｎ公司，它生产的热塑性聚氨酯弹性体商品名为
Ｅｌａｓｔｏｌｌａｎ，它的规格型号及应用见表２。中国台湾已有厂家生产，中
国首先由青岛生产供鞋底料的ＴＰＵ，此外在广东、福建、山东烟台等地陆续都有
工厂生产。 表２ TPU常用规格及应用Elastollan产品
S60AW,S70AW,S80A,S95A,S98A,
S600,S64D，S74D50 聚酯类良好机械特性，适用于运动鞋底，溜冰鞋及机械零
件等
B85A,B90A,B95A,B98A,B60D,B64D 耐寒特殊聚酯类，适用于鞋底及雪靴等
C85A,C90A,C95A 高品质聚酯类，适用于汽车、机械等高强度要求
1175AW,12185A,1190A,1154D,
1174D 聚醚类耐水解抗发霉，适用于电线、电缆水管用。
685A,690AV,695AV,660DU,664DU 聚酯透明规格
R2000 20％玻纤增强，汽车零件及工程零件用。
ＴＰＵ的性能 以ＴＰＵ和ＴＰＥ为代表的热塑性弹性体是一种新观念与多
功能的材料，它具有比通用性塑料性能更加优越的特点，已引起人们极大的重视，
它的起步虽晚在１９６０年前后，但已成为二十一世纪新材料科学的骄子，将有极
大的发展空间。 与通用型塑料相比ＴＰＵ有八项优越性能： ·耐磨性强
·抗撕裂性强 ·弯曲性能优秀 ·抗张强度及断裂伸长率高 ·耐低温－
３５～５０℃及耐高温性能以１５０℃ ·长期压缩变形率低 · 耐油、润滑
油及脂肪族碳氢溶剂 ·对氧和臭氧有抵抗性耐老化特性 表３是ＴＰＵ材料
的性能表。见下表 从表中可以看出，ＴＰＵ材料具有极为优越的性能，冲击
强度极大，达１０００Ｍｐａ以上；其拉伸强度达５０Ｍｐａ拉伸伸长率
５００％以上；玻璃化温度达１５０℃；其磨耗值极低，在０．０３５％以下；耐
油性好，长期在油中浸泡不变质；弹性好，比橡胶高数倍；其表面光洁度好；耐磨
损，耐折断好，ＴＰＵ的管子可以来回折弯５万次不变形，ＴＰＵ做鞋底可以折弯
２万次不断裂。 ＴＰＵ产品具备弹性好、物性佳、易加工、经济性及符合无污
染环保要求等特性，可用于注塑、挤出、压延、流涎及吹塑等塑料加工生产方式。
ＴＰＵ的应用 １、汽车工业：由于ＴＰＵ有很好机械性能，且耐油、脂、
高低温。有弹性且耐磨损。现在已被越来越多的应用到汽车工业上去。例如刹车
管、油管、紧急气囊、内装饰件等； ２、电缆：ＴＰＵ提供了耐撕裂、耐磨与
弯曲的特征。耐高、低温更是电缆性能的关键。此外，耐化学品、耐水解与抗微生
物分解并且易加工易染色，所以高等级电缆如控制电缆与电力电缆用ＴＰＵ作用来
保护设计复杂电缆的被覆材料且用途也日趋广泛； ３、管材：ＴＰＵ在宽广的
温度范围内具有弯曲性耐斯裂性，记忆性好，不易绞结，易回复成原来的外形。可
熔接，耐油品、化学品，有脂类等特征，使得它成为最新一代高档管材，可以制成
油管、水管、压缩的空气管、气动元件空压管等； ４、鞋及运动器械：ＴＰＵ
是继橡胶、ＰＶＣ、ＳＢＳ之后的第四代鞋底材料。它具有更大的弹性和更出色的
机械力学强度，具有更优良的耐磨性、抗斯裂性、弯曲性和更强的磨擦性，已经成
为各种要求极高的专用鞋鞋底和鞋面材料，如足球鞋、冰刀鞋、登山鞋、工作鞋
等，还可以做足球、手球、篮球、排球的球面材料和各种运动器械的辅助材料；
５、异形材：由于ＴＰＵ材料可以通过注塑、挤压、压延等塑料加工方法加工成
各种形状，因而各种耐油、耐高温、耐老化、高机械性能的各种高档装饰线条更是
ＴＰＵ材料和ＴＰＥ材料发挥其优越性能的应用领域。特别是热塑性弹性体高的弹
性，不受油、高温水、恶劣环境的损害，已成为高档装饰线条、密封条、软硬配合
装饰条的首选材料。 ＴＰＶ热塑性乙丙橡胶 完全
交联的ＥＰＤＭ／ＰＰ共混型热塑性弹性体，以下简称ＴＰＶ，比传统的部分交联
热塑性弹性体有更优异的强度、高温力学性能、耐热性和耐油性等。随着汽车工业
的发展，近年来国内ＥＰＤＭ／ＰＰ共混型热塑性弹性体的研究有所进展，目前已
有ＥＰＤＭ乙烯／丙烯／二烯共聚物增韧改性专用料投放市场。而以ＥＰＤＭ为
主体的动态硫化共混型ＥＰＤＭ／ＰＰ专用料仍须进口。下面介绍ＴＰＶ加工的研
究。 实验部分 １、工艺流程 ＴＰＶ制备工艺流程：
油 PP、DCP等
EPDM －－ 塑炼充油(80-120℃) → 塑炼预分数 → 挤出熔融共
混(150-165℃)
↓
TPV产品 ← 切粒 ← 挤出剪切分数(160-180℃) ← 挤出动态硫化
(170-200℃)
２、生产设备 双辊炼塑机，高速混合机，ＳＪ系列单螺杆挤出机。
３、基本配方 ３０份ＰＰ：７０份充油ＥＰＤＭ及适量的过氧化二异丙苯
ＤＣＰ及超细滑石粉及其它助剂。 结果与讨论 １、ＥＰＤＭ的充油处理
与熔融共混点的确定 对于ＴＰＶ来说，ＥＰＤＭ的分散程度和界面层结构是影
响其性能的内在因素。而影响ＥＰＤＭ分散的因素归纳起来主要有热力学润湿、
互溶、动力学流变、扩散、共硫化反应等三个方面。由于ＰＰ与ＥＰＤＭ的表
面张力和溶解度参数都很接近，而加工采用动态硫化工艺，因此其共混效果主要取
决于动力学因素——粘度、温度、剪切力和时间等。 由于ＥＰＤＭ粘度大，不具
备粘度相近的共混原则。为此必须对ＥＰＤＭ进行充油处理，当充油量达３０％
时，才能与ＰＰ粘度相近。在共混温度达１６５℃时，ＴＰＶ的综合力学性能较好。
表3 聚酯类TPU产品性能表
物 性 S60AW S70AW S80A S85A S90A S95A S98A
S60D S64D S74D
硬度 肖氏A 60 68 81 85 93 96
硬度 肖氏D 41 48 55 60 64 75
密度g/m3 1.19 1.2 1.22 1.23 1.24 1.24 1.25
1.25 1.26 1.26
抗拉强度N/mm3 30 35 50 50 55 50 45 45 45
40
断裂伸长率％ 800 850 750 650 600 550 500 500
450 300
100％拉伸模数N/mm2 2 2.5 4 5 6 11 16 18 23
30
300%拉伸模数N/mm2 4 4.5 8 8 13 20 23 34 38
40
撕裂强度N/mm 35 47 60 70 95 120 150 170
200 240
摩擦损耗mm3 50 50 40 35 30 30 25 25 25 25
室温压缩变形率％ 20 18 25 25 25 25 30 40
45 55
70℃压缩变形率％ 35 33 35 35 45 45 45 50 55
60
凹口冲击强度(+23℃)KJ/m2 不破裂 不破裂 不破裂 不破裂 不破
裂 不破裂 不破裂 不破裂 不破裂 不破裂
凹口冲击强度(-30℃)KJ/m2 不破裂 不破裂 不破裂 不破裂 不破
裂 5 6 6 4 3
２、ＤＣＰ的用量对ＴＰＶ性质的影响 从实验可知，动态交联可使共混物
的力学性能显著提高，当ＤＣＰ用量达１．５％时，力学性能达到最高值。ＰＥ值
拉伸强度×断裂伸长率／永久变形比未交联时提高３０倍，其橡胶抽出量为２．
５％，理论表明当橡胶抽出量低于３％时，橡胶已达到高度交联状态。由此说明，
当ＤＣＰ用量为１．５时ＥＰＤＭ／ＰＰ已完全动态硫化。 ３、ＰＰ的流动性
对ＴＰＶ的影响 从理论上讲，ＰＰ的熔体流动速率ＭＦＲ越大，其拉伸强度
和断裂伸长率越小。但实验表明，随着ＰＰ的ＭＥＲ增大，ＴＰＶ的力学性能反而
提高。这是因为高ＭＦＲ的ＰＰ在较低温度下与充油ＥＰＤＭ共混时有利于
ＥＰＤＭ充分分散到ＰＰ中。这就说明，虽然小本体粉状ＰＰ比粒状ＰＰ力学性能
差，因其ＭＦＲ高，所以用小本体粉状ＰＰ与使用粒料ＰＰ制备的ＴＰＶ性能相
当。 ４、超细滑石粉加入有利于ＥＰＤＭ的分散 在ＥＰＤＭ增韧改性ＰＰ
体系中，普通填料对ＰＰ起辅助增强作用。而在ＴＰＶ中仅加入３％普通滑石粉却
使拉伸强度和断裂伸长率急剧下降。原因是大颗粒的滑石粉在体系中分散不开。
使用超细改性滑石粉作为填料情况就大不相同，随着超细滑石粉添加量的增加，
ＴＰＶ的断裂伸长率和拉伸强度均有增加，当添加量达到１２％时达到极大值，随
后性能随加量的增加而下降。这对于如何使用无机填料应是一种新思路和新理念。
在弹性体中加入超细无机填料有增韧效果，是提高复合材料综合性能的一条新途
径。 ５、制备ＴＰＶ的工艺路线探讨 由于ＥＰＤＭ难以均匀分散，制备
ＴＰＶ一般选用双螺杆挤出机。这里介绍使用单螺杆挤出机的方法。第一步：在辊
筒式混炼机上塑炼充油，并使各组分充分预分散。充油温度为８０～１００℃，充
油完毕，添加粉状ＰＰ，抗氧剂，防老剂和ＤＣＰ等。第二步：用单螺杆挤出机熔
融共混。利用粘度相近共混原则，拟定熔融共混温度，温度控制在
１５０～１６５℃。第三步：用单螺杆挤出机动态硫化。物料挤出停留时间
２ｍｉｎ。达到完全动态硫化，挤出机各段温度应控制在１７０～２００℃。第四
步：用单螺杆挤出机剪切。硫化后重新挤出剪切，可使ＴＰＶ的拉伸强度从９．
３ＭＰａ提高到１３．７ＭＰａ，可使断裂伸长率从４００％提高到４８０％，因
为对于橡胶含量较高的体系，多道挤出能降低分散相的粒径。 ６、ＴＰＶ增韧
ＰＰ的研究 目前国内主要使用ＥＰＤＭ／ＰＰ母料对ＰＰ进行增韧改性。但在
提高冲击强度的同时，其拉伸强度和弯曲强度下降显著。 实验表明，使用
ＴＰＶ对ＰＰ进行增韧改性，不仅冲击强度提高幅度比ＥＰＤＭ／母料大，而且对
拉伸强度和弯曲强度的影响程度要小。 ７、ＴＰＶ的性能及应用 表４列出
ＴＰＶ的主要物理力学性能，并与美国Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ２０１－７３的性能
进行了比较。 表４
项 目 TPV Santoprene 201-73
指标 实测
拉伸强度(Mpa) ≥8.3 8.4 8.3
断裂伸长率(%) ≥380 400 375
永久变形(%) 15
撕裂强度(直角)(KN/m) ≥28 32 27.8
100％定伸应力(Mpa) ≥3.2 3.3 3.2
从表中可知，我国国产的ＴＰＶ性能与美国Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ２０１—
７３产品的性能相当。 ＴＰＶ的结构特点既保证其具有良好的热塑性流变性，
易于成型加工，可采用注塑、挤出、压延等成型方法，又保证其在常温下的高弹性
能，适用于生产各种工业设备的密封件、减震件、保护档板及各种特殊用途的导
管、管件等。 热塑性弹性体的应用领域及市场开发 热塑性弹性体优于普通
塑料的性能已经引起人们极大的重视，并应用于许多领域。前文已介绍了ＴＰＵ和
ＴＰＶ的应用，下面讲一下ＴＰＥ的应用。 ＴＰＥ既有ＰＶＣ的耐臭氧性，耐
天候老化性能，又有ＮＢＲ丁腈橡胶的可交联性，并改善了拉伸强度、定伸应
力、抗撕裂性、耐热性和耐燃性，还具有耐油、耐燃油、耐化学药品、易着色等综
合性能。且主体材料ＰＶＣ来源丰富，价格低廉，因而在多领域有广泛应用。
电线电缆 ＴＰＥ可应用于电线缆行业，即使在特种电缆、海底电缆等领域也可
与ＴＰＵ和ＴＰＶ相竞争。 胶管 ＴＰＥ可用作胶管材料，特别是耐油胶管
和煤气胶管。南京７４２５厂使用德国ＰｅｒｂｕｎａｎＮＴ／ＶＣ２８７０Ｂ胶
料生产耐燃油胶管，直接挤出成型，速度快，膨胀率小，制品表面光滑黑亮，管坯
挺性好，尺寸易控制。产品经过客户测试和使用，普遍反映较好。表５是配方和性能。
项 目 配方1 配方2 标准
组分用理/份
Perbunan NT/VC2870B 100 100
碳黑 65 65
酚醛树脂 5 5
氧化锌 5 5
促CZ+促TT＋促DTDM 4.5 4.9
硬脂酸 1 1
液体丁腈＋DOS 25 31
防RD+防4010NA 2 2
硫磺 0.5 0.5
胶料物理性能：
脆性温度：℃ -41 -43
门尼粘度ML 39.3 33.9
邵氏硬度 75 75 70±5
扯断伸长率％ 300 340 ≥250
拉伸强度Mpa 15.1 12.7 >9
压缩永久变形％ 37.8 38.4 <40
在ASTM3标准油中的△V 12.9 8.6 <60
热空气老化后性能硬度变化度 +6 +8 <+5
此外还有浙江海门橡胶一厂和新疆伊宁市橡胶厂用ＴＰＥ生产的纺织胶管在伊
犁纺织厂装机实验，耐磨，耐老化，寿命长，断头率低。宜中中南橡胶公司用
ＮＢＲ／ＰＶＣ／氯醇橡胶三元共混的ＴＰＥ制备耐油异型胶管，已用于汽车发动
机的配件。 密封条 密封条主要有汽车橡胶密封条和塑料窗用密封条两大
类。汽车密封条是汽车除轮胎外使用橡胶量最大的一类配件。主要用于汽车的门、
窗、仓盖等存在间隙的部位，起密封、减震、隔音、装饰作用，防止外部的风沙、
雨水、尘土的侵入，以提高汽车部件的工作寿命和乘坐的舒适性。 华东理工大
学进行汽车顶用防水条专用料的生产。汽车顶用防水条专用料要求有足够的回弹
性、硬度、耐油性、耐候性和密封性等。而且为了使防水条有持久的刚度，需内衬
金属件，这就要求专用料还有有良好的流动性和充模性，以保证在挤出过程中同时
完成复合。该专用料各项性能均达到进口桑塔纳轿车顶防水条的指标。用其制作的
防水条完全可以替代进口产品。这种专用料还可作汽车门饰条、发动机盖饰条、翼
子板饰条和门槛饰条。其性能指标见表６。
表6 汽车车顶用防水条的主要力学性能指标
性能 指标 专用料 测试标准
邵A硬度20℃ 43±5 71 DIN53505
70℃下放置48h 变化≤2 变化≤2 DIN53505
拉伸强度Mpa >8 12 DIN53504
70℃下放置48h >3 11 DIN53504
断裂伸长率 350±50 358 DIN53504
70℃下放置48h 350±50 328 DIN53504
青岛化工学院采用具有包藏结构的粉末ＮＢＲ改性高聚合度ＰＶＣ制造汽车挡
雨条的研究取得成功，其研制的挡雨条专用料达到日本进口料ＬＥ６０８的指标。
北京化工研究院用美国Ｇｏｏｄｖｅａｒ公司ＣＨＥＭＩＧＵＭＰ８３进行了
塑料窗用ＰＶＣ密封条的研制，密封条性能可达ＧＢ１２００－８９标准。该工艺
可以省去橡胶切割、开炼、密炼工艺和设备，采用粉料直接掺混造粒挤出密封条的
工艺路线。一般异型材生产厂不需增加设备即可生产密封条。 胶辊 胶辊是
金属芯经一定的工艺加工外覆橡胶。由于胶辊表面橡胶层的微量弹性形变，使产品
承受一定的压力，适应加工工艺的需要，同时又不致于产生过度的剪切应力而损伤
产品，具有广泛的用途。长期以来，胶辊大多用橡胶作外覆材料。ＴＰＥ取代橡胶
用于生产胶辊，特别适合要求浅色的、色彩鲜艳的胶辊，如乳胶手套生产线、印
刷、印染、纺织行业所需要的胶辊。 鞋底料 ＴＰＥ和ＴＰＵ一样，是最新
一代鞋底料。不但耐油性、耐溶剂性、耐曲挠龟裂和耐磨性方面性能优良，而且比
ＴＰＵ价格便宜，已成为性能价格比高的鞋底材料。 此外ＴＰＥ还可用于生产
泡沫塑料、防护涂层、阻燃输送带、各种异形材、软硬结合的装饰和高档装饰条的
生产中。 市场前景和投资分析以ＴＰＥＶ带为例 １、国内外现状 Ｖ
带是机械传动最常用的零件，由于它的易损性及使用的广泛性，消耗量极大，具有
极大的市场容量。我国现有的橡胶Ｖ带生产仍以传统的橡胶、帘布为原料，采用橡
胶混炼、成型、硫化等一系列复杂落后工艺，与国外先进的Ｖ带产品相比，质量水
平相差甚远。国外已从上世纪８０年代开始研制动态硫化热塑性弹性体ＴＰＥ在Ｖ
带上的应用，取得巨大的成功。ＴＰＥＶ带有下述优点： ①寿命长，是传统橡
胶Ｖ带的５～２６倍。 ②强度高，传动功率高于橡胶Ｖ带。 ③尺寸精度高，
传动可靠性高，使用方便。 ④保护环境，废弃的ＴＰＥＶ带可回收利用。
目前国外ＴＰＥＶ带技术已经成熟，并广泛使用。国内大多数厂家还在生产橡胶Ｖ
带。目前宜昌中南橡胶公司、开封橡胶厂和上海宏达公司生产ＴＰＥＶ带。但设备
和半成品原料全从以色列进口，生产成本高，三家合计年产量３００万Ｍ，所占国
内市场比例不足１％。 经过多年研究，国内已自主完成ＴＰＥ原材料、Ｖ带半
成品底胶、顶胶制作工艺和设备的开发研制，最近福建农林大学开发“高分子相溶
剂”成功解决“聚酯纤维绳与ＴＰＥ材料粘结技术”，完成了ＴＰＥ Ｖ带国产化的研
究，已经具备工业化生产的条件。 ２、市场调查与分析 ①ＴＰＥ Ｖ带主要
用途及新产品 ＴＰＥＶ带可广泛用于机械设备的动力传递，特别适用于传递动
力大，可靠性要求高的机械设备。其产品不仅限于普通Ｖ带，还可进一步开发特种
Ｖ带，如汽车Ｖ带、同步带、园形带、六角带等。 ②产品的市场需求量及未来
市场予测 ＴＰＥＶ带产品主要涉及机械行业。全世界Ｖ带年需求量约３０多亿
Ｍ，我国的年需求约为５亿Ｍ。可以预见ＴＰＥＶ带是Ｖ带技术的一个发展方向，
需求量将逐年上升，产品市场将不断扩大。 ③产品经济寿命期 目前国内市
场处于产品生命期的投入阶段，预计产品投放市场后，头一年为产品介绍期，后
３～５年为产品成长期，最后进入产品的成熟期。 ④产品在国内外市场竞争能
力 目前，国内研制的ＴＰＥＶ带产品的质量可达到Ｖ带产品最高等级一等品的
技术指标要求，比国产橡胶Ｖ带的质量高一等级，其性能指标和使用寿命远远超过
国产橡胶Ｖ带，虽然价格略高于国产普通橡胶Ｖ带，但具有很强的市场竞争能力，
已研制成功的ＴＰＥＶ带半成品底胶、顶胶经中南橡胶集团公司检测合格，完全可
以取代进口半成品原料。最后，国产ＴＰＥＶ带的产品价位只相当国际市场的
１／３，相信不久的将来，中国的ＴＰＥＶ带完全可以打入国际市场。 ３、投
资分析 以年产２００万Ｍ ＴＰＥＶ带生产线为例，进行投资分析。 生产
所需设备如下： ·原材料复合制料设备： 高混机 １台 双螺
杆挤出机１台 ·顶胶、底胶、成型设备： 成型挤出机２台 辅机：同步
牵引机２台，定型机２台，收圈机２台。 ·线绳包覆设备： 包覆机２台，
浸渍机１台，烘干机１台，收圈机２台，同步牵引机２台。 ·成型焊接机 ３套
·测试检验机 １套 总用电负荷： ６５ｋＷ 总耗水量：
２００００ｍ３循环水 作业人员：３０人 ①总投资估算： ａ、设备
总投资 ２６５万元 ｂ、技术转让费 ３５万元 ｃ、流动资金１００万元
年产２００万ＭＴＰＥＶ带生产线项目总投资４００万元 ②成本概算：
ａ、原材料费：４２４万元其中：材料费：１３００×０．００１２ ×２００万＝
３１２万元 线绳材料费：０．０９元×６×２００万＝１０８万元 材料损耗
费以１％计算：３１２＋１０８×１％＝４万元 设备折旧费按５年折旧
：５３万元 水电费：２９．３０万元 其中电费：６５×０．７×２０×
３００＝２７．３万元电费０．７元／度 工资：３７．２万元 厂房租赁
费：１２万元月租金１０元／ｍ２ 维修、维护费：１０万元 财务费用：
４０万元年息１０％ 管理费用：２５万元 销售费用：６０万元 产品
包装运输费用：８万元 其它费用：１０万元 以上生产成本合计：７０９．
２万元 销售税金附加费：１７９．１万元 增值税：１５００－４２４．
２－２９．３－１２－６０－８×１７％＝１６４．３万元 地税：１６４．３
万元×９％＝１４．８万元 销售收入：以年产ＴＰＥＶ带２００万Ｍ，市场批
发价７．５元／Ｍ。该项目投产后。 年销售收入：２００万×７．５＝
１５００万元。 ③投资分析： 年销售利润：扣除生产成本７０９．２万
元，年销售税金１７９．１万元，销售利润为：６１１．７万元。 ａ、投资利
润率： Ｒ１＝Ｂ１／ｋ０×１００％＝１６５％ 其中：Ｒ１—投资利润率
Ｂ１—年销售利润 Ｋ０—总投资 ｂ、投资回收期： 经测
算：静态回收期：０．６０年 动态回收期：０．６８年 可看作回收期：１
年 ｃ、财务内部收益率ＦＩＲＲ ＦＩＲＲ＝１／ＴＩＰ×１００％＝
９８％ ｄ、投资利税率Ｒ２ Ｒ２＝Ｂ１＋ｒ１／Ｋ０×１００％＝
２１０％ ④结论： 通过投资分析，可以看出年产２００万Ｍ ＴＰＥＶ带生
产线项目投产达标后，年销售收入达１５００万元，年税后利润为６１１．７万
元，投资利润率为１６５％，以建设期５个月计，回收期为１年，不难得出结论：
该项目投资风险较小，投资经济效益十分可观，是个很好的投资项目。 参考文
献 ［１］刘伯元《双螺杆反应挤出热塑性弹性ＴＰＵ的研究》《塑料技术》
２００２．４ ［２］吴培熙《聚合物共混改性》轻工业出版社２０００年
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２００２．３ ［４］于景刚《ＮＢＲ／ＰＶＣ共混胶的应用弹性体》２００１．
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塑料应用》２００２．５ ［６］李正红《热塑性弹性体ＴＰＥＶ带及其投资分
析》《林业机械与木工投备》２００１．４ ［７］杨斌《ＰＮＢＲ在ＰＶＣ阻燃输
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ＰＶＣ／ＮＢＲ热塑性弹性体力学性能影响》《聚氯乙烯》１９９９．３ ［９］
刘大华《国外新型ＰＶＣ／ＮＢＲ热塑性弹性体述评》《兰化科技》１９９５第１３卷
第１期 ［１０］张军《聚氯乙烯／丁腈胶粉共混型热塑性弹性体》《合成橡胶工
业》２００２．７ ［１１］田文斌《动态全硫化共混型热塑性弹性体的研究进
展》《塑料加工》２００２年 ［１２］唐孝先《热塑性弹性体的配合技术》《世界橡
胶工业》２００２
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__________________________________________________
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弹性体一词未必是很明确的定义，一般说来是指在常强温下显示其较强弹性的
高分子物质。属于弹性体范畴的有硫化橡胶和热塑性弹性体两大类，其中后者发展
势头迅猛。热塑性弹性体问世已有４０多年的历史。目前已经工业化生产的热塑性
弹性体主要有八大类别：１、苯乙烯类；２、聚烯烃类；３、聚氨酯类ＰＴＵ；
４、含卤聚烯烃类；５、聚醚酯类；６、聚酰胺类；７、离聚体类；８、用动态硫
化法制备的橡胶、塑料共混型热塑性弹性体ＴＰＥ。
本文着重介绍ＴＰＥ和ＴＰＵ及ＴＰＶ的性能，制备方法和应用。
橡胶、塑料共混型热塑性弹性体ＴＰＥ ＴＰＥ的发展史 动态硫化技术
是指在高温度、高剪切的混合器中将橡胶和树脂熔融共混，在交联剂的作用下橡胶
原位硫化，并细微地分散于树脂中形成稳定的分散体系。自１９６２年Gesslr[３]
第一个取得动态硫化法制备硫化氯化丁基胶／结晶聚丙烯共混型热塑性弹性体的专
利后，７０年代后期，经过Ｃｏｒａｎ等人的发展[4-6]，动态硫化法已成为制备
橡胶／热塑性塑料共混型热塑性弹性体的有效手段。产品也得到广泛的工业应用并
在世界上引起注意，动态硫化技术已成为“橡塑并用”技术的一次革命。其中选用丁
腈橡胶ＮＢＲ和高聚合度聚氯乙烯ＨＰＶＣ采用动态硫化方法制备的
ＮＢＲ／ＨＰＶＣ热塑性弹性体ＴＰＥ是代表性产品。 ＴＰＥ的制备 为
制得性能优异的热塑性弹性体，选择适当的共混方法尤为重要。对于制备
ＮＢＲ／ＨＰＶＣ热塑性弹性体ＴＰＥ综合国内外研究，现提出三种共混方法：
１、一步法：
2、二步法：
３、母炼胶法：
用固定的橡塑比的ＴＰＥＮＢＲ／ＨＰＶＣ＝７０／３０，选择无硫化体
系，研究这三种共混方法对ＮＢＲ／ＨＱＶＣ热塑性弹性体力学性能的影响，见表
１。 表１ 共混方法对ＮＢＲ／ＨＰＶＣＴＰＥ力学性能的影响
力学性能 一步法 二步法 母炼胶法
硬度(邵氏A) 59 59 59
拉伸强度(Mpa) 14.02 14.53 12.38
100%定伸强度(Mpa) 2.51 2.75 2.36
断裂伸长率(%) 650 650 625
断裂永久变形(%) 9 10 9
撕裂强度(KN/m） 45.8 49.3 38.9
从表１中可以看出在三种共混方法制备ＮＢＲ／ＨＰＶＣ热塑性弹性体中，采
用二步法制备的ＴＰＥ，其拉伸强度、１００％定伸强度、伸长率、撕裂强度最
好。因为二步法制得的母炼胶使配合剂在橡胶中分散均匀，在后期剪切硫化中橡胶
粒子能均匀分散在ＨＰＶＣ连续相中，从而制得性能最佳的ＴＰＥ。 此外，通
过对比发现，动态硫化温度以１４５℃、１５０℃为最佳，当温度上升到１６０℃
时，ＴＰＥ的断裂伸长率下降，强度下降。在对硫化体系进行探讨时，选用无硫、
硫磺、ＴＣＹ和酚醛四种不同的硫化剂，对比结果后发现，由硫磺体系硫化的
ＴＰＥ拉伸强度和撕裂强度最大，其次是无硫体系，ＴＣＹ体系和酚醛体系。同时
还发现，硫磺体系硫化的ＴＰＥ，硫化剂份数为２．５时力学强度最高。而无硫系
硫化的ＴＰＥ，硫化剂份数为４时力学性能最高。ＮＢＲ／ＨＰＶＣ的最佳动态硫
化时间为７ｍｉｎ。 热塑性聚氨酯弹性体ＴＰＵ
ＴＰＵ是热塑性弹性体中最重要的一大类。ＴＰＵ材料是从ＰＵ即聚酯和聚醚两种
原材料聚合反应后得到的新一代胶塑材料。 ＴＰＵ的生产 传统的ＴＰＵ产
品是通过反应釜完成的。由于其工艺复杂，占地面积大，污染严重，已逐步被单螺
杆挤出机和双螺杆挤出机所取代。 在挤出机中合成聚氨脂或通过反应挤出生产
聚氨酯弹性体，这些反应是按逐步增长聚合反应机理进行的。反应物间的化学摩尔
配比对于生产高相对分子量的聚合物是十分重要的。反应物往往是以熔体或液体喂
入挤出机的。其反应式如下：
典型的低端封分子量聚酯OH端封
典型乙二醇扩链剂 典型的聚异氰酸酯
有代表性的聚氨酯
在世界上，热塑性聚氨酯弹性体ＴＰＵ的最大的制造商是德国
Ｅｌａｓｔｏｇｒａｎ公司，它生产的热塑性聚氨酯弹性体商品名为
Ｅｌａｓｔｏｌｌａｎ，它的规格型号及应用见表２。中国台湾已有厂家生产，中
国首先由青岛生产供鞋底料的ＴＰＵ，此外在广东、福建、山东烟台等地陆续都有
工厂生产。 表２ TPU常用规格及应用Elastollan产品
S60AW,S70AW,S80A,S95A,S98A,
S600,S64D，S74D50 聚酯类良好机械特性，适用于运动鞋底，溜冰鞋及机械零
件等
B85A,B90A,B95A,B98A,B60D,B64D 耐寒特殊聚酯类，适用于鞋底及雪靴等
C85A,C90A,C95A 高品质聚酯类，适用于汽车、机械等高强度要求
1175AW,12185A,1190A,1154D,
1174D 聚醚类耐水解抗发霉，适用于电线、电缆水管用。
685A,690AV,695AV,660DU,664DU 聚酯透明规格
R2000 20％玻纤增强，汽车零件及工程零件用。
ＴＰＵ的性能 以ＴＰＵ和ＴＰＥ为代表的热塑性弹性体是一种新观念与多
功能的材料，它具有比通用性塑料性能更加优越的特点，已引起人们极大的重视，
它的起步虽晚在１９６０年前后，但已成为二十一世纪新材料科学的骄子，将有极
大的发展空间。 与通用型塑料相比ＴＰＵ有八项优越性能： ·耐磨性强
·抗撕裂性强 ·弯曲性能优秀 ·抗张强度及断裂伸长率高 ·耐低温－
３５～５０℃及耐高温性能以１５０℃ ·长期压缩变形率低 · 耐油、润滑
油及脂肪族碳氢溶剂 ·对氧和臭氧有抵抗性耐老化特性 表３是ＴＰＵ材料
的性能表。见下表 从表中可以看出，ＴＰＵ材料具有极为优越的性能，冲击
强度极大，达１０００Ｍｐａ以上；其拉伸强度达５０Ｍｐａ拉伸伸长率
５００％以上；玻璃化温度达１５０℃；其磨耗值极低，在０．０３５％以下；耐
油性好，长期在油中浸泡不变质；弹性好，比橡胶高数倍；其表面光洁度好；耐磨
损，耐折断好，ＴＰＵ的管子可以来回折弯５万次不变形，ＴＰＵ做鞋底可以折弯
２万次不断裂。 ＴＰＵ产品具备弹性好、物性佳、易加工、经济性及符合无污
染环保要求等特性，可用于注塑、挤出、压延、流涎及吹塑等塑料加工生产方式。
ＴＰＵ的应用 １、汽车工业：由于ＴＰＵ有很好机械性能，且耐油、脂、
高低温。有弹性且耐磨损。现在已被越来越多的应用到汽车工业上去。例如刹车
管、油管、紧急气囊、内装饰件等； ２、电缆：ＴＰＵ提供了耐撕裂、耐磨与
弯曲的特征。耐高、低温更是电缆性能的关键。此外，耐化学品、耐水解与抗微生
物分解并且易加工易染色，所以高等级电缆如控制电缆与电力电缆用ＴＰＵ作用来
保护设计复杂电缆的被覆材料且用途也日趋广泛； ３、管材：ＴＰＵ在宽广的
温度范围内具有弯曲性耐斯裂性，记忆性好，不易绞结，易回复成原来的外形。可
熔接，耐油品、化学品，有脂类等特征，使得它成为最新一代高档管材，可以制成
油管、水管、压缩的空气管、气动元件空压管等； ４、鞋及运动器械：ＴＰＵ
是继橡胶、ＰＶＣ、ＳＢＳ之后的第四代鞋底材料。它具有更大的弹性和更出色的
机械力学强度，具有更优良的耐磨性、抗斯裂性、弯曲性和更强的磨擦性，已经成
为各种要求极高的专用鞋鞋底和鞋面材料，如足球鞋、冰刀鞋、登山鞋、工作鞋
等，还可以做足球、手球、篮球、排球的球面材料和各种运动器械的辅助材料；
５、异形材：由于ＴＰＵ材料可以通过注塑、挤压、压延等塑料加工方法加工成
各种形状，因而各种耐油、耐高温、耐老化、高机械性能的各种高档装饰线条更是
ＴＰＵ材料和ＴＰＥ材料发挥其优越性能的应用领域。特别是热塑性弹性体高的弹
性，不受油、高温水、恶劣环境的损害，已成为高档装饰线条、密封条、软硬配合
装饰条的首选材料。 ＴＰＶ热塑性乙丙橡胶 完全
交联的ＥＰＤＭ／ＰＰ共混型热塑性弹性体，以下简称ＴＰＶ，比传统的部分交联
热塑性弹性体有更优异的强度、高温力学性能、耐热性和耐油性等。随着汽车工业
的发展，近年来国内ＥＰＤＭ／ＰＰ共混型热塑性弹性体的研究有所进展，目前已
有ＥＰＤＭ乙烯／丙烯／二烯共聚物增韧改性专用料投放市场。而以ＥＰＤＭ为
主体的动态硫化共混型ＥＰＤＭ／ＰＰ专用料仍须进口。下面介绍ＴＰＶ加工的研
究。 实验部分 １、工艺流程 ＴＰＶ制备工艺流程：
油 PP、DCP等
EPDM －－ 塑炼充油(80-120℃) → 塑炼预分数 → 挤出熔融共
混(150-165℃)
↓
TPV产品 ← 切粒 ← 挤出剪切分数(160-180℃) ← 挤出动态硫化
(170-200℃)
２、生产设备 双辊炼塑机，高速混合机，ＳＪ系列单螺杆挤出机。
３、基本配方 ３０份ＰＰ：７０份充油ＥＰＤＭ及适量的过氧化二异丙苯
ＤＣＰ及超细滑石粉及其它助剂。 结果与讨论 １、ＥＰＤＭ的充油处理
与熔融共混点的确定 对于ＴＰＶ来说，ＥＰＤＭ的分散程度和界面层结构是影
响其性能的内在因素。而影响ＥＰＤＭ分散的因素归纳起来主要有热力学润湿、
互溶、动力学流变、扩散、共硫化反应等三个方面。由于ＰＰ与ＥＰＤＭ的表
面张力和溶解度参数都很接近，而加工采用动态硫化工艺，因此其共混效果主要取
决于动力学因素——粘度、温度、剪切力和时间等。 由于ＥＰＤＭ粘度大，不具
备粘度相近的共混原则。为此必须对ＥＰＤＭ进行充油处理，当充油量达３０％
时，才能与ＰＰ粘度相近。在共混温度达１６５℃时，ＴＰＶ的综合力学性能较好。
表3 聚酯类TPU产品性能表
物 性 S60AW S70AW S80A S85A S90A S95A S98A
S60D S64D S74D
硬度 肖氏A 60 68 81 85 93 96
硬度 肖氏D 41 48 55 60 64 75
密度g/m3 1.19 1.2 1.22 1.23 1.24 1.24 1.25
1.25 1.26 1.26
抗拉强度N/mm3 30 35 50 50 55 50 45 45 45
40
断裂伸长率％ 800 850 750 650 600 550 500 500
450 300
100％拉伸模数N/mm2 2 2.5 4 5 6 11 16 18 23
30
300%拉伸模数N/mm2 4 4.5 8 8 13 20 23 34 38
40
撕裂强度N/mm 35 47 60 70 95 120 150 170
200 240
摩擦损耗mm3 50 50 40 35 30 30 25 25 25 25
室温压缩变形率％ 20 18 25 25 25 25 30 40
45 55
70℃压缩变形率％ 35 33 35 35 45 45 45 50 55
60
凹口冲击强度(+23℃)KJ/m2 不破裂 不破裂 不破裂 不破裂 不破
裂 不破裂 不破裂 不破裂 不破裂 不破裂
凹口冲击强度(-30℃)KJ/m2 不破裂 不破裂 不破裂 不破裂 不破
裂 5 6 6 4 3
２、ＤＣＰ的用量对ＴＰＶ性质的影响 从实验可知，动态交联可使共混物
的力学性能显著提高，当ＤＣＰ用量达１．５％时，力学性能达到最高值。ＰＥ值
拉伸强度×断裂伸长率／永久变形比未交联时提高３０倍，其橡胶抽出量为２．
５％，理论表明当橡胶抽出量低于３％时，橡胶已达到高度交联状态。由此说明，
当ＤＣＰ用量为１．５时ＥＰＤＭ／ＰＰ已完全动态硫化。 ３、ＰＰ的流动性
对ＴＰＶ的影响 从理论上讲，ＰＰ的熔体流动速率ＭＦＲ越大，其拉伸强度
和断裂伸长率越小。但实验表明，随着ＰＰ的ＭＥＲ增大，ＴＰＶ的力学性能反而
提高。这是因为高ＭＦＲ的ＰＰ在较低温度下与充油ＥＰＤＭ共混时有利于
ＥＰＤＭ充分分散到ＰＰ中。这就说明，虽然小本体粉状ＰＰ比粒状ＰＰ力学性能
差，因其ＭＦＲ高，所以用小本体粉状ＰＰ与使用粒料ＰＰ制备的ＴＰＶ性能相
当。 ４、超细滑石粉加入有利于ＥＰＤＭ的分散 在ＥＰＤＭ增韧改性ＰＰ
体系中，普通填料对ＰＰ起辅助增强作用。而在ＴＰＶ中仅加入３％普通滑石粉却
使拉伸强度和断裂伸长率急剧下降。原因是大颗粒的滑石粉在体系中分散不开。
使用超细改性滑石粉作为填料情况就大不相同，随着超细滑石粉添加量的增加，
ＴＰＶ的断裂伸长率和拉伸强度均有增加，当添加量达到１２％时达到极大值，随
后性能随加量的增加而下降。这对于如何使用无机填料应是一种新思路和新理念。
在弹性体中加入超细无机填料有增韧效果，是提高复合材料综合性能的一条新途
径。 ５、制备ＴＰＶ的工艺路线探讨 由于ＥＰＤＭ难以均匀分散，制备
ＴＰＶ一般选用双螺杆挤出机。这里介绍使用单螺杆挤出机的方法。第一步：在辊
筒式混炼机上塑炼充油，并使各组分充分预分散。充油温度为８０～１００℃，充
油完毕，添加粉状ＰＰ，抗氧剂，防老剂和ＤＣＰ等。第二步：用单螺杆挤出机熔
融共混。利用粘度相近共混原则，拟定熔融共混温度，温度控制在
１５０～１６５℃。第三步：用单螺杆挤出机动态硫化。物料挤出停留时间
２ｍｉｎ。达到完全动态硫化，挤出机各段温度应控制在１７０～２００℃。第四
步：用单螺杆挤出机剪切。硫化后重新挤出剪切，可使ＴＰＶ的拉伸强度从９．
３ＭＰａ提高到１３．７ＭＰａ，可使断裂伸长率从４００％提高到４８０％，因
为对于橡胶含量较高的体系，多道挤出能降低分散相的粒径。 ６、ＴＰＶ增韧
ＰＰ的研究 目前国内主要使用ＥＰＤＭ／ＰＰ母料对ＰＰ进行增韧改性。但在
提高冲击强度的同时，其拉伸强度和弯曲强度下降显著。 实验表明，使用
ＴＰＶ对ＰＰ进行增韧改性，不仅冲击强度提高幅度比ＥＰＤＭ／母料大，而且对
拉伸强度和弯曲强度的影响程度要小。 ７、ＴＰＶ的性能及应用 表４列出
ＴＰＶ的主要物理力学性能，并与美国Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ２０１－７３的性能
进行了比较。 表４
项 目 TPV Santoprene 201-73
指标 实测
拉伸强度(Mpa) ≥8.3 8.4 8.3
断裂伸长率(%) ≥380 400 375
永久变形(%) 15
撕裂强度(直角)(KN/m) ≥28 32 27.8
100％定伸应力(Mpa) ≥3.2 3.3 3.2
从表中可知，我国国产的ＴＰＶ性能与美国Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ２０１—
７３产品的性能相当。 ＴＰＶ的结构特点既保证其具有良好的热塑性流变性，
易于成型加工，可采用注塑、挤出、压延等成型方法，又保证其在常温下的高弹性
能，适用于生产各种工业设备的密封件、减震件、保护档板及各种特殊用途的导
管、管件等。 热塑性弹性体的应用领域及市场开发 热塑性弹性体优于普通
塑料的性能已经引起人们极大的重视，并应用于许多领域。前文已介绍了ＴＰＵ和
ＴＰＶ的应用，下面讲一下ＴＰＥ的应用。 ＴＰＥ既有ＰＶＣ的耐臭氧性，耐
天候老化性能，又有ＮＢＲ丁腈橡胶的可交联性，并改善了拉伸强度、定伸应
力、抗撕裂性、耐热性和耐燃性，还具有耐油、耐燃油、耐化学药品、易着色等综
合性能。且主体材料ＰＶＣ来源丰富，价格低廉，因而在多领域有广泛应用。
电线电缆 ＴＰＥ可应用于电线缆行业，即使在特种电缆、海底电缆等领域也可
与ＴＰＵ和ＴＰＶ相竞争。 胶管 ＴＰＥ可用作胶管材料，特别是耐油胶管
和煤气胶管。南京７４２５厂使用德国ＰｅｒｂｕｎａｎＮＴ／ＶＣ２８７０Ｂ胶
料生产耐燃油胶管，直接挤出成型，速度快，膨胀率小，制品表面光滑黑亮，管坯
挺性好，尺寸易控制。产品经过客户测试和使用，普遍反映较好。表５是配方和性能。
项 目 配方1 配方2 标准
组分用理/份
Perbunan NT/VC2870B 100 100
碳黑 65 65
酚醛树脂 5 5
氧化锌 5 5
促CZ+促TT＋促DTDM 4.5 4.9
硬脂酸 1 1
液体丁腈＋DOS 25 31
防RD+防4010NA 2 2
硫磺 0.5 0.5
胶料物理性能：
脆性温度：℃ -41 -43
门尼粘度ML 39.3 33.9
邵氏硬度 75 75 70±5
扯断伸长率％ 300 340 ≥250
拉伸强度Mpa 15.1 12.7 >9
压缩永久变形％ 37.8 38.4 <40
在ASTM3标准油中的△V 12.9 8.6 <60
热空气老化后性能硬度变化度 +6 +8 <+5
此外还有浙江海门橡胶一厂和新疆伊宁市橡胶厂用ＴＰＥ生产的纺织胶管在伊
犁纺织厂装机实验，耐磨，耐老化，寿命长，断头率低。宜中中南橡胶公司用
ＮＢＲ／ＰＶＣ／氯醇橡胶三元共混的ＴＰＥ制备耐油异型胶管，已用于汽车发动
机的配件。 密封条 密封条主要有汽车橡胶密封条和塑料窗用密封条两大
类。汽车密封条是汽车除轮胎外使用橡胶量最大的一类配件。主要用于汽车的门、
窗、仓盖等存在间隙的部位，起密封、减震、隔音、装饰作用，防止外部的风沙、
雨水、尘土的侵入，以提高汽车部件的工作寿命和乘坐的舒适性。 华东理工大
学进行汽车顶用防水条专用料的生产。汽车顶用防水条专用料要求有足够的回弹
性、硬度、耐油性、耐候性和密封性等。而且为了使防水条有持久的刚度，需内衬
金属件，这就要求专用料还有有良好的流动性和充模性，以保证在挤出过程中同时
完成复合。该专用料各项性能均达到进口桑塔纳轿车顶防水条的指标。用其制作的
防水条完全可以替代进口产品。这种专用料还可作汽车门饰条、发动机盖饰条、翼
子板饰条和门槛饰条。其性能指标见表６。
表6 汽车车顶用防水条的主要力学性能指标
性能 指标 专用料 测试标准
邵A硬度20℃ 43±5 71 DIN53505
70℃下放置48h 变化≤2 变化≤2 DIN53505
拉伸强度Mpa >8 12 DIN53504
70℃下放置48h >3 11 DIN53504
断裂伸长率 350±50 358 DIN53504
70℃下放置48h 350±50 328 DIN53504
青岛化工学院采用具有包藏结构的粉末ＮＢＲ改性高聚合度ＰＶＣ制造汽车挡
雨条的研究取得成功，其研制的挡雨条专用料达到日本进口料ＬＥ６０８的指标。
北京化工研究院用美国Ｇｏｏｄｖｅａｒ公司ＣＨＥＭＩＧＵＭＰ８３进行了
塑料窗用ＰＶＣ密封条的研制，密封条性能可达ＧＢ１２００－８９标准。该工艺
可以省去橡胶切割、开炼、密炼工艺和设备，采用粉料直接掺混造粒挤出密封条的
工艺路线。一般异型材生产厂不需增加设备即可生产密封条。 胶辊 胶辊是
金属芯经一定的工艺加工外覆橡胶。由于胶辊表面橡胶层的微量弹性形变，使产品
承受一定的压力，适应加工工艺的需要，同时又不致于产生过度的剪切应力而损伤
产品，具有广泛的用途。长期以来，胶辊大多用橡胶作外覆材料。ＴＰＥ取代橡胶
用于生产胶辊，特别适合要求浅色的、色彩鲜艳的胶辊，如乳胶手套生产线、印
刷、印染、纺织行业所需要的胶辊。 鞋底料 ＴＰＥ和ＴＰＵ一样，是最新
一代鞋底料。不但耐油性、耐溶剂性、耐曲挠龟裂和耐磨性方面性能优良，而且比
ＴＰＵ价格便宜，已成为性能价格比高的鞋底材料。 此外ＴＰＥ还可用于生产
泡沫塑料、防护涂层、阻燃输送带、各种异形材、软硬结合的装饰和高档装饰条的
生产中。 市场前景和投资分析以ＴＰＥＶ带为例 １、国内外现状 Ｖ
带是机械传动最常用的零件，由于它的易损性及使用的广泛性，消耗量极大，具有
极大的市场容量。我国现有的橡胶Ｖ带生产仍以传统的橡胶、帘布为原料，采用橡
胶混炼、成型、硫化等一系列复杂落后工艺，与国外先进的Ｖ带产品相比，质量水
平相差甚远。国外已从上世纪８０年代开始研制动态硫化热塑性弹性体ＴＰＥ在Ｖ
带上的应用，取得巨大的成功。ＴＰＥＶ带有下述优点： ①寿命长，是传统橡
胶Ｖ带的５～２６倍。 ②强度高，传动功率高于橡胶Ｖ带。 ③尺寸精度高，
传动可靠性高，使用方便。 ④保护环境，废弃的ＴＰＥＶ带可回收利用。
目前国外ＴＰＥＶ带技术已经成熟，并广泛使用。国内大多数厂家还在生产橡胶Ｖ
带。目前宜昌中南橡胶公司、开封橡胶厂和上海宏达公司生产ＴＰＥＶ带。但设备
和半成品原料全从以色列进口，生产成本高，三家合计年产量３００万Ｍ，所占国
内市场比例不足１％。 经过多年研究，国内已自主完成ＴＰＥ原材料、Ｖ带半
成品底胶、顶胶制作工艺和设备的开发研制，最近福建农林大学开发“高分子相溶
剂”成功解决“聚酯纤维绳与ＴＰＥ材料粘结技术”，完成了ＴＰＥ Ｖ带国产化的研
究，已经具备工业化生产的条件。 ２、市场调查与分析 ①ＴＰＥ Ｖ带主要
用途及新产品 ＴＰＥＶ带可广泛用于机械设备的动力传递，特别适用于传递动
力大，可靠性要求高的机械设备。其产品不仅限于普通Ｖ带，还可进一步开发特种
Ｖ带，如汽车Ｖ带、同步带、园形带、六角带等。 ②产品的市场需求量及未来
市场予测 ＴＰＥＶ带产品主要涉及机械行业。全世界Ｖ带年需求量约３０多亿
Ｍ，我国的年需求约为５亿Ｍ。可以预见ＴＰＥＶ带是Ｖ带技术的一个发展方向，
需求量将逐年上升，产品市场将不断扩大。 ③产品经济寿命期 目前国内市
场处于产品生命期的投入阶段，预计产品投放市场后，头一年为产品介绍期，后
３～５年为产品成长期，最后进入产品的成熟期。 ④产品在国内外市场竞争能
力 目前，国内研制的ＴＰＥＶ带产品的质量可达到Ｖ带产品最高等级一等品的
技术指标要求，比国产橡胶Ｖ带的质量高一等级，其性能指标和使用寿命远远超过
国产橡胶Ｖ带，虽然价格略高于国产普通橡胶Ｖ带，但具有很强的市场竞争能力，
已研制成功的ＴＰＥＶ带半成品底胶、顶胶经中南橡胶集团公司检测合格，完全可
以取代进口半成品原料。最后，国产ＴＰＥＶ带的产品价位只相当国际市场的
１／３，相信不久的将来，中国的ＴＰＥＶ带完全可以打入国际市场。 ３、投
资分析 以年产２００万Ｍ ＴＰＥＶ带生产线为例，进行投资分析。 生产
所需设备如下： ·原材料复合制料设备： 高混机 １台 双螺
杆挤出机１台 ·顶胶、底胶、成型设备： 成型挤出机２台 辅机：同步
牵引机２台，定型机２台，收圈机２台。 ·线绳包覆设备： 包覆机２台，
浸渍机１台，烘干机１台，收圈机２台，同步牵引机２台。 ·成型焊接机 ３套
·测试检验机 １套 总用电负荷： ６５ｋＷ 总耗水量：
２００００ｍ３循环水 作业人员：３０人 ①总投资估算： ａ、设备
总投资 ２６５万元 ｂ、技术转让费 ３５万元 ｃ、流动资金１００万元
年产２００万ＭＴＰＥＶ带生产线项目总投资４００万元 ②成本概算：
ａ、原材料费：４２４万元其中：材料费：１３００×０．００１２ ×２００万＝
３１２万元 线绳材料费：０．０９元×６×２００万＝１０８万元 材料损耗
费以１％计算：３１２＋１０８×１％＝４万元 设备折旧费按５年折旧
：５３万元 水电费：２９．３０万元 其中电费：６５×０．７×２０×
３００＝２７．３万元电费０．７元／度 工资：３７．２万元 厂房租赁
费：１２万元月租金１０元／ｍ２ 维修、维护费：１０万元 财务费用：
４０万元年息１０％ 管理费用：２５万元 销售费用：６０万元 产品
包装运输费用：８万元 其它费用：１０万元 以上生产成本合计：７０９．
２万元 销售税金附加费：１７９．１万元 增值税：１５００－４２４．
２－２９．３－１２－６０－８×１７％＝１６４．３万元 地税：１６４．３
万元×９％＝１４．８万元 销售收入：以年产ＴＰＥＶ带２００万Ｍ，市场批
发价７．５元／Ｍ。该项目投产后。 年销售收入：２００万×７．５＝
１５００万元。 ③投资分析： 年销售利润：扣除生产成本７０９．２万
元，年销售税金１７９．１万元，销售利润为：６１１．７万元。 ａ、投资利
润率： Ｒ１＝Ｂ１／ｋ０×１００％＝１６５％ 其中：Ｒ１—投资利润率
Ｂ１—年销售利润 Ｋ０—总投资 ｂ、投资回收期： 经测
算：静态回收期：０．６０年 动态回收期：０．６８年 可看作回收期：１
年 ｃ、财务内部收益率ＦＩＲＲ ＦＩＲＲ＝１／ＴＩＰ×１００％＝
９８％ ｄ、投资利税率Ｒ２ Ｒ２＝Ｂ１＋ｒ１／Ｋ０×１００％＝
２１０％ ④结论： 通过投资分析，可以看出年产２００万Ｍ ＴＰＥＶ带生
产线项目投产达标后，年销售收入达１５００万元，年税后利润为６１１．７万
元，投资利润率为１６５％，以建设期５个月计，回收期为１年，不难得出结论：
该项目投资风险较小，投资经济效益十分可观，是个很好的投资项目。 参考文
献 ［１］刘伯元《双螺杆反应挤出热塑性弹性ＴＰＵ的研究》《塑料技术》
２００２．４ ［２］吴培熙《聚合物共混改性》轻工业出版社２０００年
［３］陈卫丰《ＮＢＲ／ＨＰＶＣ热塑性弹性体的性能研究Ⅱ》《塑料科技》
２００２．３ ［４］于景刚《ＮＢＲ／ＰＶＣ共混胶的应用弹性体》２００１．
８ ［５］陈庆华《ＥＰＤＭ／ＰＰ动态硫化热塑性弹性体的研制及应用》《工程
塑料应用》２００２．５ ［６］李正红《热塑性弹性体ＴＰＥＶ带及其投资分
析》《林业机械与木工投备》２００１．４ ［７］杨斌《ＰＮＢＲ在ＰＶＣ阻燃输
送覆盖胶中的应用》《橡胶工业》２０００．１１ ［８］朱伟平《共混配比对
ＰＶＣ／ＮＢＲ热塑性弹性体力学性能影响》《聚氯乙烯》１９９９．３ ［９］
刘大华《国外新型ＰＶＣ／ＮＢＲ热塑性弹性体述评》《兰化科技》１９９５第１３卷
第１期 ［１０］张军《聚氯乙烯／丁腈胶粉共混型热塑性弹性体》《合成橡胶工
业》２００２．７ ［１１］田文斌《动态全硫化共混型热塑性弹性体的研究进
展》《塑料加工》２００２年 ［１２］唐孝先《热塑性弹性体的配合技术》《世界橡
胶工业》２００２
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